上海市黄浦区高二(下)期初学情调研测试物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图所示为氢原子的能级图,则下列说法正确的是
A.若已知可见光的光子能量范围为1.61~3.10 eV,则处于第4能级状态的氢原子,发射光的谱线在可见光范围内的有2条
B.当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,氢原子的电势能增加,电子的动能增加
C.处于第3能级状态的氢原子,发射出的三种波长分别为λ1、λ2、λ3(λ1>λ2>λ3)的三条谱线,则λ1=λ2+λ3
D.若处于第2能级状态的氢原子发射出的光能使某金属板发生光电效应,则从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光也一定能使此金属板发生光电效应
2.船静止在水中,若水的阻力不计.先后以相对地面相等的速率,分别从船头与船尾水平抛出两个质量相等的物体,抛出时两物体的速度方向相反,则两物体抛出以后,船的状态是( )
A.仍保持静止状态 B.船向前运动
C.船向后运动 D.无法判断
3.a、b是水平绳上的两点,相距,一列正弦横波沿此绳传播,传播方向由a到b,每当a点经过平衡位置向上运动时,b点正好到达上方最大位移处,此波的波长可能是.
A. B. C. D.
4.物理学重视逻辑推理,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上,下列说法正确的是( )
A.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
B.天然放射现象说明原子核内部是有结构的
C.粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的
D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
5.下列物理量与其所对应的国际单位符号正确的是
A.功率J B.电势 C.重力势能 D.电场强度
6.同步卫星离地心的距离为r,运行速度为,加速度,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度,第一宇宙速度为,地球的半径为R,则
A. B. C. D.
7.如图所示的平面内,光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖,出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是( )
A.这是光的干涉现象
B.在真空中光束b的波长大于光束c的波长
C.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率
D.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度
8.两物体A、B同时同地沿同一方向运动,物体在时间t内的位移为x。图甲为A物体的图像,图乙为B物体的x-t图像。在两物体A、B运动过程中,下列说法正确的是( )
A.两物体的初速度均为零 B.两物体的加速度均为零
C.t=2s时A物体追上B物体 D.两物体距离先减小再增大
9.在一个圆形区域内,分布着垂直于纸面方向的匀强磁场,现有一束质量和电量均相同的带电粒子,在圆形区域边上的某点A,以不同的速率、沿着相同的方向,对准圆心O射入匀强磁场,最后都从该磁场射出,若带电粒子只受磁场力的作用,则在磁场中运动时间越长的带电粒子( )
A.速率一定越小
B.在磁场中的周期一定越小
C.在磁场中的周期一定越大
D.在磁场中通过的路程越长
10.图是某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系图象.如果其他条件不变,仅使线圈的转速变为原来的二倍,则交流电动势的最大值和周期分别变为( )
A.400 V,0.02 s
B.200 V,0.02 s
C.400 V,0.08 s
D.200 V,0.08 s
二、实验题
11.小周用图示的装置进行“探究小车加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)图甲中打点计时器使用的电源应是_________(填字母)。
A.220V直流电源
B.220V交流电源
C.6V以下直流电源
D.6V以下交流电源
(2)在实验前应进行“平衡摩擦力”的操作,下列关于“平衡摩擦力”的操作中做法妥当的是_______(填字母,多选)。
A.小车尾部不需要安装纸带
B.小车尾部需要安装纸带,小车运动过程中不需要开启打点计时器
C.小车尾部需要安装纸带,小车运动前需要开启打点计时器
D.小车前端不挂细绳
E.小车前端需要挂上细绳与砝码盘,但是砝码盘中不加砝码
(3)在正确地完成“平衡摩擦力”的操作后,小周进行了加速度与力(用砝码和砝码盘的总重力大小当成细绳对小车的拉力)之间关系的探究,得到了如图乙所示的三条纸带(截取了部分)。已知纸带上的点迹都是实际直接打出的点,且所用电源频率为50Hz,则其中符合本实验要求的纸带是_______(填序号);第③条纸带的P点对应的小车速度大小为________m/s(保留2位有效数字)。
①
②
③
三、解答题
12.如图所示,竖直放置的U形管左端封闭,右端开口,左、右两管的横截面积均为S=2cm2,在左管内用水银封闭一段长为l1=15cm、温度为T1=300K的空气柱(可看成理想气体),左右两管水银面高度差为h=15cm,外界大气压为P0=75cmHg.(玻璃管和水银柱都足够长)
(1)若向右管中缓慢注入水银,直至两管水银面相平(注入水银过程中可认为气体温度不变),求在右管中注入水银的体积V;(以cm3为单位)
(2)在两管水银面相平后,缓慢升高气体的温度,直至封闭空气柱的长度为开始的长度,求此时空气柱的温度T.
(3)保持(2)的温度T不变,若将阀门S打开,缓慢流出部分水银,然后关闭阀门S,右管水银面下降了H=48cm,求左管水银面下降的高度.
13.氡存在于建筑水泥、装饰石材及土壤中,是除吸烟外导致肺癌的重大因素.静止的氡核放出一个粒子X后变成钋核,钋核的动能为0.33MeV,设衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能.
①写出上述衰变的核反应方程;
②求粒子X的动能.(保留两位有效数字)
14.如图所示,固定的光滑圆弧面与质量为的小车的上表面平滑相接,圆弧面上有一滑块.在小车的左端有一滑块,滑块与的质量均为,且均可视为质点.滑块从距小车的上表面高处由静止下滑,与碰撞,已知碰撞过程时间极短且无能量损失,滑块、与小车的动摩擦因数均为,水平地面光滑,取.求:
(1)滑块与碰撞后瞬间、的速度大小;
(2)若最终没有从小车上滑出,求小车上表面的最短长度.
15.如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置U形滑板N,滑板两端为半径R=0.45m的圆弧面.A和D分别是圆弧的端点,BC段表面粗糙,其余段表面光滑.小滑块P1和P2的质量均为m.滑板的质量M=4m,P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.20,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.开始时滑板紧靠槽的左端,P2静止在粗糙面的B点,P1以v0=4.0m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在粗糙面B点上.当P2滑到C点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,P2继续运动,到达D点时速度为零.P1与P2视为质点,取g=10m/s2.问:
(1)P1和P2碰撞后瞬间P1、P2的速度分别为多大?
(2)P2在BC段向右滑动时,滑板的加速度为多大?
(3)N、P1和P2最终静止后,P1与P2间的距离为多少?
试卷第页,共页
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参考答案:
1.A
【解析】
【详解】
A.从n=4跃迁到n=1能级时放出的光子能量为-0.85+13.60eV=12.75eV;不在可见光范围之内,从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射的光子能量-0.85+3.41eV=2.55eV;在可见光范围,从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射的光子能量-0.85+1.51eV=0.66eV,不在可见光光子能量范围之内;从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光子能量为-1.51+3.40eV=1.89eV,在可见光范围之内;从n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光子能量为-3.40+13.60=10.2eV,不在可见光范围之内,故则处于第4能级状态的氢原子,发射光的谱线在可见光范围内的有2条,A正确;
B.氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,轨道半径减小,原子能量减小,向外辐射光子.根据
知轨道半径越小,动能越大,知电子的动能增大,电势能减小,B错误;
C.根据
即为
C错误;
D.因为从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光的频率小于处于第2能级状态的氢原子发射出的光的频率,故不一定发生光电效应,D错误;
故选A。
考点:考查了氢原子跃迁
【名师点睛】
所有的难题实际都是又一个一个的简单的题目复合而成的,所以在学习中不能好高骛远,贪大贪难,解决了基础题,拔高题也就迎刃而解了.
2.A
【解析】
【详解】
两物体与船组成的系统在水平方向所受合外力为零,系统动量守恒,以相对地面相等的速率,分别从船头与船尾水平抛出两个质量相等的物体,抛出时两物体的速度方向相反,则抛出的两物体动量等大反向,总动量为零,由于两物体与船组成的系统动量守恒,系统初动量为零,由动量守恒定律可得,抛出两物体后,船的动量为零,船的速度为零,船仍然静止;
A.仍保持静止状态,与结论相符,选项A正确;
B.船向前运动,与结论不相符,选项B错误;
C.船向后运动,与结论不相符,选项C错误;
D.无法判断,与结论不相符,选项D错误;
故选A.
3.D
【解析】
【详解】
方向从a到b,每当a点经过平衡位置向上运动时,b点正好到达上方最大位移处,得到ab间距离与波长的关系是
得到波长
当n=0时,波长最大为56cm;当n=1时,波长为24cm;
A. 与分析不符,故A错误。
B. 与分析不符,故B错误。
C. 与分析不符,故C错误。
D. 与分析相符,故D正确。
4.B
【解析】
【详解】
A.卢瑟福的粒子散射实使人们认识到原子的核式结构,A错误;
B.贝克勒尔发现天然放射现象说明原子核内部是有结构的,B正确;
C.密立根用油滴法首先从实验上证明了,微小粒子带电量的变化不连续,它只能是元电荷e的整数倍,即粒子的电荷是量子化的,C错误;
D.轨道量子化是波尔在卢瑟福模型的基础上加以改进而提出的,D错误。
故选B。
5.B
【解析】
【详解】
A.功率的国际单位是W,故A错误;
B.电势的国际单位是V,故B正确;
C.重力势能的国际单位是J,故C错误;
D.电场强度的国际单位是N/C或V/m,故D错误;
6.C
【解析】
【详解】
AB、同步卫星和地球赤道上的物体角速度相等,根据可知,,AB均错误
CD、同步卫星的向心力等于它受到的万有引力,可得,,第一宇宙速度,所以,C正确D错误
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖,出射光为b、c两束单色光,这是光的色散现象,A错误;
C.由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角,根据折射定律可知
nc < nb
C正确;
B.由于光的折射率越大,其频率越大,波长越短,则b光在真空中的波长较短,B错误;
D.根据v =知,c光束的折射率小,则c光在棱镜中的传播速度大,D错误。
故选C。
8.C
【解析】
【分析】
【详解】
AB.对于A物体,由
变形可得
由图像可知A物体做初速度为零,加速度为a=1m/s2的匀加速直线运动;根据x-t斜率等于速度,可知B物体做匀速直线运动,AB错误;
CD.0-2s内A物体通过的位移为
B物体匀速运动的速度为
通过的位移为
可知,2s末A物体追上B物体,C正确;
D.B物体的速度为vB=1m/s,在0~1s内B物体的速度比A物体的大,则AB两物体的间距增大,1s时AB两物体的速度相等,1s后A的速度比B物体的速度大,AB之间的距离开始减小,2s末A物体追上B物体,2s后A的速度越来越大,AB之间距离又开始增大,所以两物体距离先增大再减小再增大,D错误。
故选C。
9.A
【解析】
【详解】
A.粒子进入磁场如图所示
根据
可知,在磁场中运动时间越长的带电粒子,圆心角越大,半径越小,根据
解得
知速率一定越小,A正确;
BC.由周期公式得
由于带电粒子们的B、q、m均相同,所以T相同,BC错误;
D.通过的路程即圆弧的长度
与半径r和圆心角有关,D错误。
故选A。
10.B
【解析】
【详解】
试题分析:由图读出原来交流电动势的最大值,周期,根据感应电动势最大值的表达式得知,与成正比,则线圈的转速变为原来的两倍,感应电动势最大值变为原来的两倍,为.由公式分析可知,线圈的转速变为原来的两倍,周期为原来的一半,即.
故选B
考点:考查交流电动势的最大值和周期与转速的关系.
点评:由图读出原来交流电动势的最大值和周期.原来根据感应电动势最大值的表达式分析感应电动势最大值的变化.由公式分析周期的变化.
11. D CD ① 2.2
【解析】
【详解】
(1)[1].图甲中电磁打点计时器使用的电源应是6V以下交流电源,故选D;
(2)[2].平衡摩擦力时,不挂砝码盘,开启打点计时器,让小车拖着纸带在木板上匀速运动,故CD正确,ABE错误;故选CD。
(3)[3][4].纸带②③选取的点迹数较小,则测量时的误差也较大,故纸带①符合实验要求;第③条纸带的P点对应的小车速度大小
12.(1);(2)405K;(3)12cm
【解析】
【详解】
(1)封闭气体初始压强
缓慢注入水银至两管水银面相平后气体压强
由于温度不变,由玻意耳定律有
解得:l2=12cm
加入水银的长度x=h+2(l1-l2)=21cm
解得加入水银的体积V=Sx=42cm3
(2)空气柱的长度变为开始的长度l1时,左管水银柱下降
右管水银柱会上升3cm,此时气体的压强
初始温度T1=300K,封闭气体从初始状态到最终状态,可以看作等容变化,
由查理定律
解得:T=405K
(3)设左管水银面下降的高度x,则空气柱的长度l4=l1+ x=15+x,
左右管水银面的高度差y=H-x-2 h=42-x
由于温度不变,由玻意耳定律有:
联立解得:x=12cm
13.(1) (2) 18MeV
【解析】
【详解】
①根据电荷数守恒、质量数守恒得,衰变方程为:
②设钋核的质量为m1、速度为v1,粒子X的质量为m2、速度为v2,根据动量守恒有:0=m1v1﹣m2v2,
粒子X的动能为:
由于两个核子的动量大小相等,所以动能与质量成反比,则粒子X的动能为:
故本题答案是:;18MeV
点睛:衰变过程中符合质量数守恒,电荷数守恒,另外要知道衰变时生成物的动量大小相等方向相反.
14.(1)(2)
【解析】
【详解】
(1)设滑块A与B碰撞前瞬间,滑块A的速度为v0,碰撞后瞬间,A的速度为vA,B的速度为vB,则
解得vA=0,vB=5 m / s
(2)设滑块B与小车C最后达相同速度为v共,小车C上表面的最短长度L, 则
解得L=2 m
点睛:根据机械能守恒求解块A滑到圆弧末端时的速度大小,由动量守恒定律和动能守恒求解滑块A与B碰撞后瞬间两者的速度大小;根据系统的动量守恒和能量守恒求解小车C上表面的最短长度.
15.(1)、;(2); (3)1.47m;
【解析】
【分析】
【详解】
(1)P1滑到最低点速度为v1,由机械能守恒定律有
解得
v1=5m/s
P1、P2碰撞,满足动量守恒,机械能守恒定律,设碰后速度分别为、
则由动量守恒和机械能守恒可得
解得
、
(2)P2向右滑动时,假设P1保持不动,对P2有
f2=μ2mg=2m(向左)
设P1、M的加速度为a2;对P1、M有
f=(m+M)a2
此时对P1有
f1=ma2=0.4m<fm=1.0m
所以假设成立.
故滑块的加速度为0.4m/s2;
(3)P2滑到C点速度为,由
得
P1、P2碰撞到P2滑到C点时,设P1、M速度为v,由动量守恒定律得
解得
v=0.40m/s
对P1、P2、M为系统
代入数值得
L=3.8m
滑板碰后,P1向右滑行距离
P2向左滑行距离
所以P1、P2静止后距离
s=L-s1-s2=1.47m
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